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基于光纤通道的IEEE1394光信号传输系统设计
2021-08-19 17:05
本文摘要:不应IEEE1394同光纤地下通道总线的网络市场需求,设计了一种基于光纤地下通道的IEEE1394光信号传输系统。 该系统以基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计的协议映射模块为核心,构建了将IEEE1394信号通过光纤地下通道展开传输的功能。建模结果表明,该系统能超过1.0625Gb/s的工作速率。

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不应IEEE1394同光纤地下通道总线的网络市场需求,设计了一种基于光纤地下通道的IEEE1394光信号传输系统。  该系统以基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计的协议映射模块为核心,构建了将IEEE1394信号通过光纤地下通道展开传输的功能。建模结果表明,该系统能超过1.0625Gb/s的工作速率。

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  航空电子系统经过几十年的发展,正在经历从模拟化向数字化系统的改变,逐步迈入第4代航空电子系统,其主要特点就是在第3代基础上,以高速大容量的信息互相交换为基础,从综合化向高度综合化发展,构建资源共享与数据融合,其任务区分、模块分配和作业调度,都依赖数据网络系统的性能,这些性能还包括网络拓扑结构、传输比特率、可靠性及数据延后性能等。因此,未来先进设备航空电子系统中各站点之间的数据流将更加简单,还包括射频、视频等大流量数据,有的节点速率市场需求将多达1Gb/s,而现有的短距离数据总线很难符合如此高速的数据传输拒绝。  美国国家标准委员会于1988年开始制订的光纤地下通道(FiberChannel,FC)是一种高速串行总线协议,不仅具备高带宽、高可靠性、较低延时、传输距离远、流形灵活性的优点,而且反对多种上层传输协议。光纤地下通道的这一优点使得在同一物理模块上运营多种上层地下通道标准和网络协议沦为有可能。

目前早已构建的ML-STD-1553到光纤地下通道协议的同构,以及ML-STD-1553远程终端器件与光纤地下通道网络方案的系统综合,为未来航空电子系统中有所不同总线的点对点获取了一条新的途径,使得系统在保有传统网络拓扑和协议的同时,取得光纤地下通道所获取的高带宽服务。  基于此设计思想,本文明确提出了一种IEEE1394到光纤地下通道传输协议的同构方案,在此工作基础上,利用现场可编程逻辑阵列(FPGA),对所明确提出的协议映射方案展开了硬件设计与构建,设计了一个基于FC的IEEE1394光信号传输系统。  1IEEE1394到光纤地下通道的协议映射  首先详细讲解本文明确提出的一种IEEE1394到光纤地下通道传输协议的同构方案,更加详尽的解释可参考文献。所托协议映射方案的基本思想是:在IEEE1394到FC数据包的同构过程中,保有FC原本的帧格式形式,将FC帧头部分中源节点和目的节点的地址分别同构为IEEE1394源节点和目的节点的地址,并将IEEE1394数据包中除了数据域外的其他信息同构到FC的64Byte附加帧头上,数据域的信息同构到FC的有效地数据区。

此外,由于FC一个数据帧的有效地数据区长度只有2048Byte,而在地下通道传输速率小于200Mb/s,IEEE1394的等时数据包或传输速率小于400Mb/s时,异步数据包的仅次于有效地长度将远超过FC有效地数据区的大小。因此,当IEEE1394数据包的长度远超过了FC有效地数据区长度时,应当将该数据包同构成一个倒数的FC数据帧序列。

下面以IEEE1394异步数据包到FC数据帧的同构为事例,解释两种协议的同构过程。  IEEE1394异步数据包及FC数据帧格式如图1,图2右图。

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图3为IEEE1394数据帧到光纤地下通道帧格式同构关系。


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